Теплообеспеченность почв различного механического состава

Такие различия обусловлены отличиями теплофизических характеристик почв.

Помимо расчетных способов величина КОУ может быть определена также опытно-экспериментальным путем. Для этого достаточно располагать сведениями об урожаях, которые были получены на высоком почвенном агрофоне с соблюдением всех элементов рекомендованной технологии.

Расчет действительно возможной урожайности

Уровень КОУ может быть достигнут только на хорошо окультуренных почвах. При одних и тех же метеорологических условиях на полях с низким агрофоном урожаи, естественно, будут ниже. Категория ДВУ вводится именно с целью учета фактора реального плодородия поля и его варьирования от одного поля к другому.

Для определения ДВУ можно использовать соотношение

ДВУ=К_ПКОУ,

где К_П – коэффициент благоприятствования условий возделывания данной культуры на конкретном поле (К_П≤1).

Коэффициент К_П может рассматриваться как некоторая функция элементов почвенного плодородия, таких как механический состав, содержание гумуса, кислотность, запасы доступных форм калия и фосфора, почвенно-гидрологические характеристики и др. Кроме того следует рассматривать такие характеристики, как особенности микроклимата, засоренность, пространственную вариабельность агрохимических и агрофизических почвенных параметров, положение в ландшафте и другие природные факторы.

В первом приближении К_П можно принять равным Б (Б – бонитет, выраженный в долях единицы). При таком допущении расчет ДВУ ведется по формуле:

ДВУ=Б КОУ.

Выбор уровня планируемой урожайности

Как уже отмечалось, ПУ, КОУ и ДВУ являются агроэкологическими категориями продуктивности, зависящими от особенностей выращиваемой культуры и почвенно-климатических факторов. В отличии от них ПрУ – категория хозяйственно-экономическая. Это – урожайность, на достижение которой ориентирована агротехнология.

Можно представить себе несколько подходов к обоснованию уровня ПрУ. Первый и, казалось бы, наиболее естественный – принять величину ПрУ равной ДВУ. Однако при этом возникает трудность принципиального характера: из-за неопределенности погодных условий, которые складываются в период вегетации, рассчитать заранее (еще в предпосевной период), каким будет ДВУ в данном году, не представляется возможным. Принимая во внимание особенности весны, например, условия весеннего увлажнения, и располагая долгосрочным метеорологическим прогнозом, в лучшем случае можно оценить вероятности различных значений ДВУ. При этом сразу встает вопрос на какую вероятность ДВУ следует рассчитывать, планируя агротехнологию? Обычно рекомендуют ориентироваться на средние многолетние условия, однако сколь-нибудь убедительно обосновать эту рекомендацию весьма трудно. Недостатком такого подхода является и то, что, приравнивая уровень ПрУ к ожидаемому ДВУ, по существу, игнорируют экономическую сторону дела. Хорошо известно, что максимальные урожаи практически никогда не являются самыми выгодными в экономическом отношении и критерий «максимальный урожай любой ценой», конечно, не может быть положен в основу разумной системы хозяйствования.

На отыскании оптимального варианта построена вероятностная методика выбора ПрУ, предложенная Е.Е.Жуковским (45). Она учитывает случайный характер и климатическую изменчивость ДВУ, ценность производимой сельскохозяйственной продукции и затраты на агротехнологию, которые, как и ДВУ, могут меняться от одного поля к другому. Результатами расчетов являются некоторый экономически обоснованный уровень урожая, на который целесообразно ориентироваться при разработке агротехнологий, и вероятности получения урожаев различных уровней. Соответствующие вероятности, в частности, могут быть представлены в виде ряда обеспеченности:

Здесь y′ – планируемый уровень урожая, т/га; P (y≥ y′) – вероятность того, что ожидаемый урожай y при выбранном уровне ПрУ будет ниже y′.

Найденные вероятности рассчитываются на начало вегетационного периода и в дальнейшем могут оперативно корректироваться с учетом складывающихся метеорологических условий. Создание такой динамической модели вероятностного прогноза является важной задачей. Таким образом, развиваемый подход предполагает не только обоснование уровня урожаев, в расчете на который должна строиться агротехнология, но и позволяет определить, какие урожаи и с какой вероятностью будут повторяться при конкретно выбранном уровне ПрУ.

В соответствии с разработанной вероятностной методикой расчет ПрУ может быть произведен по формуле

ПрУ= _ДВУ+t₀σ_ДВУ,

где ПрУ – экономически оптимальный уровень ПрУ; _ДВУ и σ_ДВУ – среднее многолетнее значение и среднее квадратическое отклонение ДВУ; t₀ – безразмерный параметр, выбираемый в соответствии с хозяйственно-экономическим параметром k:

Величины _ДВУ и σ_ДВУ в первом приближении могут быть найдены с помощью соотношений:

_ДВУ=К_{Э КОУ}

σ_ДВУ=К_Э σ_КОУ

где _КОУ и σ_КОУ – среднее значение и среднее квадратическое отклонение КОУ; К_Э – эмпирический коэффициент, характеризующий плодородие сельскохозяйственного поля, для которого ведется расчет ПрУ.

Для нахождения коэффициента К_Э необходимо знать, какие хозяйственно-экономические потери А₁ возникают в случае, когда ДВУ конкретного года оказывается ниже выбранного уровня ПрУ, и какие потери А₂ имеют место в противоположном случае, т.е. когда ДВУ превышает уровень ПрУ. В первом случае потери обуславливаются непроизводительным расходом антропогенных ресурсов, а во втором – снижением урожая, который в принципе (по сложившимся метеорологическим условиям) мог быть достигнут, но эта возможность осталась нереализованной, так как агротехнические мероприятия планировались на более низкую продуктивность. Коэффициент К_Э – это отношение А₁/А₂.

Точное определение величин А₁ и А₂ и по ним – К_Э предполагает проведение детального экономического анализа. В перовом приближении однако, для этого может быть использован более грубый подход, суть которого состоит в привлечении метода экспертных оценок. Задача упрощается, поскольку на самом деле оценивать надо не абсолютные величины А₁ и А₂, а их отношение.

Из приведенных формул и по значениям t₀ видно, что оптимальный уровень ПрУ, рассчитанный на вероятностной основе, т.е. с учетом статистических характеристик ДВУ, как правило, не будет совпадать со средним многолетним значением ДВУ. В тех случаях когда К_Э меньше 1, ПрУ должен устанавливаться выше среднего ДВУ, а при К_Э больше 1, наоборот, ниже его. Рассчитав ПрУ, можно определить, какова вероятность того, что при полном соблюдении агротехнологии фактические урожаи будут не ниже планируемых, по формулам, приведенным ниже.

В тех случаях, когда необходимой для указанных расчетов информации нет, за величину ПрУ может быть принято среднее многолетнее значение ДВУ, т.е. в этом случае предполагается, что ПрУ равно _ДВУ.

Под планируемым будем понимать урожай, в расчете, на который планируются основные агротехнические мероприятия, удобрения, материально-технические и трудовые ресурсы. Как будет ясно из последующего изложения, определение этого уровня урожая следует проводить, исходя из стоимостных характеристик получаемой продукции, затрат на ее производство, а также с учетом климатической повторяемости различных уровней ДВУ, т.е. на вероятностной основе. Планируемый урожай в такой трактовке является категорией хозяйственно-экономической.

Введем категорию ожидаемого урожая (ОУ), это вызывается ежегодной изменчивостью складывающихся агрометеорологических условий и изменчивостью ДВУ. На самом деле, при любом фиксированном уровне ПрУ величина ОУ будет случайной, зависящей от условий конкретного года.

Учитывая сказанное, можно сформулировать две наиболее важные практические задачи. Первая сводится к определению обоснованного уровня программируемого урожая, вторая – к определению статистических характеристик ожидаемого урожая при выбранном уровне планируемого. С методической точки зрения более удобно сначала рассмотреть последнюю из этих задач.